DE2803794A1 - Verfahren zum behandeln von gruenfutter - Google Patents

Verfahren zum behandeln von gruenfutter

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DE2803794A1 DE19782803794 DE2803794A DE2803794A1 DE 2803794 A1 DE2803794 A1 DE 2803794A1 DE 19782803794 DE19782803794 DE 19782803794 DE 2803794 A DE2803794 A DE 2803794A DE 2803794 A1 DE2803794 A1 DE 2803794A1
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Description

AB Medipharm, Box 4114, S-2 62 04 Ängelholm, Schweden
Verfahren zum Behandeln von Grünfutter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Grünfutter durch Milchsäurefermentation bzw. -gärung bei der Herstellung-von Preßfutter und ist besonders bestimmt und geeignet, um in einem Silo o.dgl. befindliches Grünfutter zu konservieren.
Unter "Grünfutter" sind vor- und nachstehend gründe Pflanzen oder/und Pflanzenteile wie Ilackf ruchtkraut oder Weidegras zu verstehen, und mit "Preßfutter" ist hier gepreßtes Grünfutter
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Büro Bremen:
Postfach 10 71 27, Fcldstraßc 24
D-2800 Bremen 1
• Telefon: (0421) -74044
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Konten Bremen: Bremer Bank, Bremen (RLZ 29080010) 1001449 Büro München:
Schlotthaiier Straße 3 ü-8000 München 90 Telefon: (089) 652321
BOEH'VlERT & BOEHMr-RT
gemeint, das normalerweise in einem Silo o.dgl. durch sein Eigengewicht zusammengepreßt wird.
Es ist bekannt, daß eine Konservierung von Grünfutter durch Säuern durchgeführt werden kann, wobei das Säuern entweder durch sogenannte Selbstgärung oder durch Zusatz einer geeigneten Säure erfolgen kann. Das säurekonservierte Grünfutter kann für die Fütterung bester Rinder verwendet werden.
Es ist auch bekannt, daß Säuern im Prinzip auf zwei verschiedene Arten erfolgen kann.
Gemäß einem ersten Verfahren kann das Grünfutter in Silos o.dgl. gesammelt werden, wobei dann eine Selbstgärung unter Produktion von u.a. Milchsäure erfolgt. Bei einer Selbstgärung werden jedoch oft nicht erwünschte Abbauprodukte wie Buttersäure gebildet. Diese nicht erwünschten Nebenprodukte verschlechtern die Qualität des Preßfutters sehr erheblich. Ein anderer Nachteil bei Selbstgärung besteht darin, daß der Proteinwert des Preßfutters sich oft bis auf 70 % vermindern kann. Diese Nachteile haben große Verluste bei der Tier- und Milchproduktion zur Folge. Die Selbstgärungsmethode ist allgemein sehr unsicher und resultiert oft in einer totalen Fäulnis des Grünfutters, die im wesentlichen auf Temperatureinwirkung beruht. Dieses Verfahren wird daher heutzutage nur noch sehr selten angewendet.
Das üblichste Verfahren zum Herstellen von Preßfutter besteht darin, daß das Grünfutter in Silos o.dgl. gesammelt wird, und daß ihnen sodann eine geeignete Säure, wie z.B. Salzsäure, oder eine Mischung von verschiedenen Säuren zugeführt wird. Außer Mineralsäuren können auch organische Säuren wie Ameisensäure und Propionsäure verwendet werden. Der Säuregrad des so behandelten Grünfutters ist so niedrig, daß Fäulnisbakterien sich nicht entwickeln können. Gleichzeitig wird es praktisch möglich, die
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Ernährungseigenschaften des Futters vollständig zu bewahren. Vor einer Verwendung des so gesäuerten Grünfutters (Sauerfutter) wird (werden) die Säure(n) oft mit einer geeigneten Base, z.B. Kalk, neutralisiert.
Der Nachteil dieses Behandlungsverfahrens besteht im wesentlichen darin, daß Stoffe mit geringen oder keinem Ernährungsgehalt zu bedeutenden Kosten führen, je nachdem, welche Säure man verwendet. Die Hantierung mit ätzenden Säuren bringt außerdem bedeutende Unannehmlichkeiten mit sich, und erfordert spezielle Installationen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem die obengenannten Nachteile zu vermeiden sind.
Als Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß dem Grünfutter eine Kultur eines milchsäureproduzierenden Streptococcus-Organismus zugeführt wird; daß die Gärung unter Einwirkung einer Stickstoffquelle, einer Quelle abbaubarer Kohlehydrate und notwendiger Wachstumsfaktoren bei einer Temperatur von mindestens 15°C durchgeführt wird, und im übrigen unter solchen Verhältnissen, daß der endgültige Milchsäuregehalt des Preßfutters mindestens 2% ist.
Bei industrieller Produktion von Milchsäure, und zwar sowohl bei reiner Milchsäureproduktion als bei der Produktion verschiedener Molkereierzeugnisse und anderer gegorener Lebensmittelprodukte, werden oft Organismen verwendet, die der Familie Lactobacillus angehören.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden für die Milchsäureproduktion Organismen der Gruppe Enterococcus, insbesondere vom Typ Streptococcus faecium, verwandt.
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BAD ORlGIMA
BOEHMEST & βΟΕΗΜΕΚΤ
(ο
Das Handbuch Bergey's Manual, 1957, gibt Streptococcus faecium nicht als einen selbständigen Typ an. Spätere Literatur (Whittenbury, Deibel etc., 1964) teilen die Gruppe D-Streptococcus (sog. Enterococcus), so daß Streptococcus faecium als ein selbständiger Typ erscheint. Weiter ist in der Literatur angegeben, daß der Typ aus einer Anzahl von Stämmen besteht, die sich im Hinblick auf einfache biochemische und immunologische Eigenschaften voneinander trennen lassen. Vereinfacht kann man sagen, daß Streptococcus faecium eine Gruppe zwischen Streptococcus durans und Streptococcus faecalis darstellt. Vor allem sind die Unterschiede von Streptococcus faecalis wichtig: Stamme aus faecium fordern Folsäure (folic acid) als notwendigen Wachsturnsfaktor, was bei faecalis nicht der Fall ist.
Stämme des Streptococcus faecium sind aus der Darmflora des Menschen, Schweins, Rinds, Schafs und Huhns isoliert worden. Bei diesen Organismen gehört Streptococcus faecium zu der natürlichen Darmflora.
Streptococcus faecium-Organismen sind homofermentativ, d.h. produzieren nur Milchsäure bei Abbau von ausnutzbaren Kohlehydraten, Arten, die nicht lösliche Hemolysine produzieren, werden als gänzlich apathogen betrachtet und die Toleranz der höheren Organismen gegen hohe Gehalte von Streptococcus faecium ist sehr gut. Keine ernsten negativen Effekte sind bei peroraler Zufuhr bekanntgeworden.
Streptococcus faecium kann die meisten Momo- und Disacharidc als Kohlequelle nutzen. Dabei produziert er aus 1 Mol Monosacharid (=Glukose) 2 Mole Milchsäure. Der endgültige pH-Wert in nichtgepufferter Kultur liegt zwischen 3,6 und 4,0.
Bei Behandlung von Grünfutter zur fermentativen Herstellung
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von Sauerfutter wäre die am besten geeignete Weise zur Steuerung des Prozesses, Arten zu verwenden, die zum Lactobacillus gehören. Es ist bekannt, daß verschiedene Arten des Lactobacillus für eine Stabilisierung der Darmflora von Haustieren verwendet werden können. Es wäre also nur natürlich, für die Produktion von Milchsäure im Grünfutter Lactobacillus zu nutzen und dadurch mehrere Vorteile gleichzeitig zu erhalten, nämlich zu einen eine Konservierung des Futters, und zum anderen eine Zufuhr von Lactobacillus zu den Tieren mit der Ensilage.
Eine solche Zufuhr von verschiedenen söge, laktogenen Organismen (Lactobacillus und Streptococcus) zu präventivem oder therapeutischem Zwecke, wird im allgemeinen die Lactobacillustherapie genannt.
Es ist bekannt, daß Organismen, die bei einer Lactobacillustherapie verwendet werden, durch Milchsäureproduktion die Zunahme von Mikroorganismen, die man allgemein proteolytisch nennt, verhindern oder vermindern können. Solche Organismen sind für die Fäulnis in der Natur verantwortlich, während andere patogen sind, wenn sie in den Darmkanälen wachsen können.
Auf ähnliche Weise, wie die Zusammensetzung der Darmflora durch eine Förderung der Zunahme von laktogenen Bakterien (Bullen, Wills 19 71) beeinfluß werden kann, kann die Zunahme solchen Organismen beispielsweise bei einer Behandlung von Preßfutter die Zunahme und Metabolismen der proteolytischer Organismen verhindern bzw.Bremsen. Eine erste Ursache des antagonistischen Effektes scheint das Vermögen zu sein, laktogene Milchsäure zu produzieren. Als ein Beispiel für die selektive Rolle bzw. den Anteil des Milchsäuremilieus kann man nennen, daß in einer Darmflora,in der Lactobacillus dominiert, ein durchschnittlicher pH-Wert von 5,1 gemessen worden ist, während
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in einer sog. colidomanten Darmflora der entsprechende Wert 6,5 war. Gleichzeitig haben coliforme Bakterien und Enterococcus wachsen können, während in dem vorgenannten Milieu nur Lactobacillus wachsen konnte. In der sog. colidominanten Darmflora wurden auch Arten von Chiostridium, Bacteriociden, Proteus and Pseudomonas gefunden. Mehrere Arten daraus sind sog. proteolytisch und patogen.
Die Verhältnisse sind in den meisten biologischen Materialien gleichartig, die eine sog. spontane, nicht-kontrollierte Gärung erfahren.
Eine Möglichkeit, eine nicht-kontrollierte Gärung des Preßfutters zu verhindern, sollte eigentlich darin bestehen, eine relevante Menge eines geeigneten Stammes des Lactobacillus zuzuführen, womit gleichzeitig auch die besonderen Forderungen betr. Nahrungszufuhr und Temperatur für eine schnelle Milchsäureproduktion gesichert wären. Praktische Versuche haben indes gezeigt, daß eine ausreichend hohe Milchsäureproduktion mit leidlichen Mengen einer Lactobacillus-Art, z.B. L. accidophulus, schwer zu erreichen ist. Die Gründe dafür scheinen die lange Generationszeit der Lactobacillen, d.h. die langsame Zunahmezeit, zu sein.
Es wurde oben angegeben, daß die Milchsäurekonzentration in einem gegorenem Produkt eine entscheidende Bedeutung für die Konservierung hat. Folglich gibt es einen quantitativen Zusammenhang zwischen dem Vermögen, Konservierungseffekte leisten zu können, und dem Vermögen, Milchsäure in laktogenen Organismen produzieren zu können. Dabei scheint es keine signifikanten Unterschiede zwischen den verschiedenen laktogenen Organismen zu geben. Es hat sich als notwendig gezeigt, daß die Milchsäurekonzentration einen gewissen Schwellenwert erreicht, um die Zunahme von nicht gewünschten Mikroorganismen zu verhindern. Daraus folgt, daß das Resultat bei Behandlung des Preßfutters
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mit milchsäureproduzierenden Bakterien in hohem Grad davon beeinflußtwird, wie schnell der Schwellenwert erreicht wird. Bei einer zu langsamen Zunahme und damit zu langsamer Milchsäureproduktion kann die Fäulnis durch Zunahme proteolytischer Mikroorganismen ein solches Ausmaß erreichen, daß das Resultat unakzeptabel ist, auch wenn eine weitere Zunahme dieser Organismen allmählich gestoppt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Kultur von milchsäureproduzierenden Bakterienorganismen verwendet, die zur Gruppe Streptococcus gehören, und die eine Generationszeit von höchstens 30 Minuten hat und homofermentativ ist. Dabei erhält man u.a. den Vorteil, daß der oben genannte Schwellenwert schnell erreicht wird, und weiterhin, daß nur Milchsäure produziert wird.
Es wurde im Zusammenhang mit der Erfindung gefunden, daß der Streptococcus faecium für eine schnelle Milchsäureproduktion und damit ein schnelles Erreichen des Schwellenwertes der Milchsäurekonzentration bei der Behandlung von Grünfutter mit dem Zweck Preßfutter (Ensilage) zu produzieren, besonders geeignet ist.
Außer dem Vermögen, Milchsäure zu produzieren und damit bakteriostatische Effekte durch pH-Senkung zu haben, scheint Streptococcus faecium auch lösliche Metabolite produzieren zu können, die direkt oder indirekt bakteriostatische/bakterocide Effekte haben.
Bei Untersuchungen wurde es gefunden, daß ein zellfreies Medium aus Str.faecium-Kulturen eine starke anti-E-coli-Aktivität (bakteriostatischer Effekt) hat. Es wurde weiter gefunden, daß mehrere andere Stämme eines latogenen Streptococcus und Lactobacillus, die eine mengenmäßig vergleichbare. Menge von
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Milchsäure produzieren, anti-E-coli-Aktivität in zellfreiem Mediums kann entweder sein, daß das Medium eine bakteriostatische /baktericide Substanz wie 2-deoxi D-Glukose enthält, oder Streptococcus faecium produziert, eine Substanz die als Aktivator des sog. Lactoperoxidas-Systemes fungiert, z.B. Wasserstoffperioxid sein. Dieses Prinzip arbeitet so, daß Wasserstoffperoxid, das in kleinen Mengen von mehreren Bakterienarten produziert wird, Lactoperoxidas aktiviert, das in den meisten biologischen Materialien zu finden ist. Lactoperoxidas wandelt in seiner Reihe SCN-Ionen, die gewöhnlich in den biologischen Materialien gefunden werden, zu einem intermediären Produkt, welches stark baktericid ist.
Ungeachtet des bakteriostatischen Prinzips der im zellfreien Medium aus Str.faecium geltenden Kultur ist, kann man sagen, daß der Konservierungseffekt bei Behandlung des Preßfutters mit einer Kultur aus Str. faecium teils durch eine schnelle Produktion von Milchsäure, teils durch die direkte oder indirekte bakteriostatische Effekte eines Metabolits aus Str. faecium produziert, erreicht wird.
Für eine Beschreibung auf Str. faecium wird auf die folgende Literatur verwiesen:
Barnes M.E. "Journal of Applied Bacteriology" WoI. 27 (3) 1964, 461 und Whittenbury R: "The Journal of General Microbiology" 38 (1965) 279.
Die Voraussetzung einer Zunahme von Str. faecium in Grünfutter und damit einer relevanten Produktion von Milchsäure ist wie folgt:
1. Vorhandensein notwendiger Wachstumsfaktoren wie Vitamine und Spuren- bzw. Mikroelemente und einer geeigneten Stickstoffquelle;
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2. Abbaubare Kohlenhydrate;
3. Geeignete Temperatur;
4. Geeignete Feuchtigkeit.
Bei der Behandlung wird dem Grünfutter eine Kultur von Str. faecium zugeführt, in einer Menge, die eine Initialkonzentration von Bakterien von mindestens 15.000 lebenden Zellen je Gramm Futter gibt. Die Bakterien produzieren Milchsäure durch zugängliche und abbaubare Kohlenhydrate im Zellsaft. Das Verhältnis zwischen Kohlenhydraten und produzierter Milchsäure ist theoretisch 1:1, d.h. aus 1 g Kohlenhydrat kann
1 g Milchsäure prodziert werden. Praktisch ist das Verhältnis ungefähr 1:0,8, d.h. ein Austausch von Milchsäure, die ca.
20 % niedriger ist als der theoretische ist.
Das Vorhandensein essentieller Nährstoffe ist im allgemeinen für eine relevante Zunahme milchsäureproduzierender Bakterien ausreichend. Diese sind überwiegend Mineralstoffe und stickstoffhaltige Verbindungen, die als Stickstoffquelle verwendet werden können. Diese Stoffe können im Zellsaft gefunden werden, ebenso einige Vitamine, die auch notwendig für die Zunahme sind. Die Voraussetzung für die Verwendung dieser Stoffe ist indes, daß die in dem Zellsaft gelösten Stoffe herausgepreßt werden, so daß im Prinzip ein flüssiges Medium erhalten wird.
Um einen annehmbaren Könservierungseffekt zu erreichen, muß der endgültige Milchsäuregehalt in dem Preßfutter mindestens
2 % sein. Der pÖ^-Wert ,für Ensilage, die ca. 2,5 % Milchsäure enthält, liegt etwa zwischen 3,5 und 4.0. Dieser Säuregrad ist i.a. ausreichend, um ungewünschte Typen von Bakteriengärungen zu verhindern. Der Gesamtgehalt abbaubarer Zuckerarten soll
\ mindestens 2,5 % sein. In gewöhnlichen Fällen ist diese Forderung "atisreichend.
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Die Gärung setzt voraus, daß die Temperatur des Preßfutters auf einem geeigneten Wert, d.h. auf mindestens 15 C und nicht über 38°C, gehalten wird. Da die Milchsäureproduktion bei Gärung mit Str. faecium exothermisch erfolgt, gibt es in gewöhnlichen Fällen mit einer Aufrechterhaltung einer geeigneten Gärungstemperatur kein Problem. Gemäß Erfahrungen wird eine höhere Gärungstemperatür auch die Zunahme von proteolytischen Organismen bei Gärung mit z.B. Lactobacillus begünstigen, da die Milchsäureproduktion ein langsamer Prozeß ist. Bei Gärung mit Str. faecium wird die Milchsäureproduktion schnell geschehen. Zwar wird die Temperatur in dem Preßfutter schneller als im vorigem Fall erhöht, aber dieses bringt keine Unannehmlichkeiten mit sich, da gleichzeitig Milchsäure in solchen Mengen gebildet wird, die effektiv eine nicht gewünschte Gärung verhindern. Bei Termpaturen über 30 C ist der Gärungsprozeß nach 5-8 Stunden beendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sei nachstehend noch an einem Beispiel weiter erläutert:
Beispiel:
100 kg Grünfutter (Rübenkraut oder ähnlich) wird mit einer Bakteriensuspension gespritzt, deren Volumen 5-15 Lit. bezogen auf dem Wassergehalt des Futters ist. Die Suspension wird bei Auflösung eines Präparates bestehend aus gefriergetrockneter Kultur von Str. faecium, Kohlenhydraten, Vitamine, Riboflavin, CA-Pantotenat, Folsäure, Niacin und Molkepulver hergestellt. Die Menge von lebenden Zellen von Str. faecium in der Bakteriensuspension ist so bestimmt, daß man einen Gehalt von ca. 20 χ 10 Zellen je G Preßfutter erhält. Danach wird das Preßfutter einem Druck ausgesetzt, so daß der Zellsaft herausgepreßt wird. Die Temperatur soll mindestens 15°C, am besten mindestens 18°C sein. Unter diesen Verhältnissen ist die
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Gärung abgeschlossen, und die Milchsäurekonzentration hat ihrem Maximumwert nach 3-8 Tagen erreicht.
Obwohl das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung anhand Str. faecium beschrieben worden ist, erkennt der Fachmann ohne weiteres, daß jeder andere milchsäureproduzierende Bakterienorganismus der Gruppe Streptococcus mit dem gleichen zufriedenstellenden Resultat verwendet werden kann.
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Claims (5)

  1. POFHMERT & ROEFTMKRT
    M 1556
    28. Januar 1978
    ANSPRÜCHE
    1- Verfahren zum Behandeln von in einem Silo ο.dgl. durch Gärung zu konservierenden zu einem Preßfutter zu verpressendem Grünfutter, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grünfutter eine Kultur eines lallchsäurepradEizlerenden Streptacoccus-Qrganismus zugeführt wird; daß die Gärung unter Einwirkung einer Stickstoff quelle, einer Quelle abbaobarer Kohlenhydrate und notweniger Wachstumsfaktoren bei einer Temperatur von mindestens 15°C durchgeführt wird, und Im übrigen unter solchen ¥erhältnissen, daß der endgültige MlIchsäuregehalt des Preßfutters mindestens 2% Ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Garung durchgeführt wird, bis elrt pEI-Wert von 3,5 - 4.O erreicht ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Grünfutter zugeführte Kultur eine fteneratlonszelt von höchstens 30 Minuten hat und homofernrentatlv Ist.
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    BOEHMEIST & BOEhMLRΎ
    ζ 2803734
  4. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
    3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grünfutter eine Suspension einer Streptococcus faecium—Kultur zugeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche T bis
    4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Grünfutter eine solche Menge von Kulturen zugeführt wird, daß eine Initialkonzentration von mindestens ungefähr 15.ΟΟΟ lebenden Zellen je Gramm Futter vorhanden ist.
    89S833/Q7?1
DE19782803794 1977-02-16 1978-01-28 Verfahren zum behandeln von gruenfutter Withdrawn DE2803794A1 (de)

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